基于能源绿色、风力大等优势,海上风力发电技术近年来越来越受到重视,正由浅海向深海发展,且小型发电机逐步被大功率发电机取代。海上风力发电中风电场的选址、风机的基础设计、桩基施工、地层测试等,都离不开钻探和井内静力触探技术。为了满足海上勘察钻机的要求,研发了数字化波浪补偿分离式液压钻机,主要是在数字化、自动化、回转、波浪补偿等功能,以及模块化设计、制造工艺等方面进行了创新。通过理论参数核算、海上应用测试、深海生产施工验证,证明该钻机不仅可满足使用需求,并且比常规钻机更加方便管理、高效安全,还降低了钻探的辅助成本。

针对一种新型主动式波浪补偿系统的机、电、液非线性控制问题,以经典PID为基础,提出了一种利用单神经元结构加以实现的智能PID控制算法.基于二次型性能指标,推导出单神经元输入权值参数自调整算法,并采用积分分离的方法对其进行了改进.将控制算法应用到波浪补偿系统的控制中,在Matlab环境下进行仿真,仿真结果验证控制器有效,单神经元PID控制克服了传统PID控制的不足,有效地改善了控制性能.

波浪补偿液压系统通过波浪位移姿态传感装置(Motion Reference Unit,MRU)检测船体的上下位移量,同比例转化为海浪的大小,通过PLC计算输出起重机臂架机构沉降速度,并控制绞车钢丝绳的收放量。海洋船舶起重机是大型海洋工程装备,做好海洋船舶起重机控制系统是确保其安全性能的关键举措。基于海洋船舶起重机控制原理,提出高精度、低能耗波浪补偿液压系统在海洋船舶起重机的应用设计方案,并将该系统应用到大型智能化250 t海洋船舶起重机项目中,通过实证研究表明,海洋船舶起重机的高精度、低能耗波浪补偿液压系统有效提高了海上恶劣工况下的船到船、船到岸货物吊装及风电安装、海底勘探、深海下潜作业的安全稳定性。

针对船舶起重机重载半主动波浪补偿液压系统的位移补偿控制精度、满载补偿幅值/周期与补偿能耗/被动补偿节能效果的相关性进行了试验研究。结果表明,在正弦信号条件下,随着负载、运动幅值的增加及运动周期的降低,位移补偿控制精度逐渐提升;在运动周期不变、运动幅值增加条件下,系统功率明显上升;在运动幅值不变、运动周期增加条件下,系统功率明显下降;系统负载功率由主动补偿系统功率和被动补偿系统功率组成,主动补偿系统的功率约占总功率的25%,为系统实际产生的能耗。分析结果可作为重载半主动波浪补偿液压系统参数匹配的重要依据。

为减小起升绞车在深海作业时波浪对其影响,介绍了一种带复合型液压缸波浪补偿功能的起升绞车,详细阐述了该绞车的系统组成和工作原理,并分析比较了三种类型的补偿液压缸的优缺点,最终选用所述的复合型液压缸作为该绞车补偿功能的执行元件。

为了在海上作业时，减小钻井平台受风浪的影响，提高钻井的工作效率，通过对钻柱的补偿位移研究，介绍了半主动波浪补偿系统的工作原理及液压原理图，并用AMESim仿真软件建立仿真模型。结果表明：采用半主动形式的补偿精度高，可以提高钻井平台的稳定性及工作效率，降低能源消耗。

考虑工作环境对系统可靠性和可维护性的要求提出了一种基于数字液压的主动式波浪补偿系统。对系统结构进行了分析建立了数字液压执行机构的数学模型验证了初步设计的系统特性并针对主动式波浪补偿系统对执行机构的特殊要求对系统进行了频域校正。结果表明校正后的数字液压缸在保证补偿精度和响应速度的同时具有足够的稳定裕度能够很好地满足实际工程的需要。

随着液压缸型波浪补偿系统在深海作业上的广泛应用，系统的运行可靠性，安全性显得格外重要。该文以实际研发的200吨波浪补偿项目为例，在液压系统发热方面分析了一种带波浪补偿功能的液压缸，并从其热量产生、热量传递、热量平衡各个过程进行了详细计算。最后提出了液压缸型波浪补偿系统在设计、调试和海上实际应用各个环节中关于解决液压缸发热问题的具体措施。

针对当前船用起重机波浪补偿能力不足，提出其起升部分液压系统改进方案，即通过溢流阀调定液压马达进油侧的工作压力大小来调定绞车拉力，实现波浪补偿。该方案具有一定的现实意义。

该文从波浪补偿技术的原理出发,提出了一种主动式波浪补偿系统方案,介绍了该系统的组成及工作原理,实现了波浪补偿控制系统的硬件设计。针对波浪运动具有非线性、时变等特点,采用模糊PID算法及预测进行补偿控制。将该波浪补偿装置加装于液压折臂式起重机构成原理样机,试验表明补偿效果良好,工作稳定可靠。